TUNNEL NETS & TRAINS (TNT)
Vue d'ensemble
TNT, acronyme de Tunnel Nets & Trains, est un logiciel développé pour la simulation numérique d'écoulements compressibles et instationnaires induits par le mouvement de véhicules dans des espaces confinés tels que des tunnels routiers ou ferroviaires.
TNT peut modéliser des réseaux complexes comprenant notamment des puits de ventilation et de décompression, des rameaux anti-pistonnement, des connexions et des bifurcations multiples, un nombre arbitraire d’ouvertures vers l’extérieur ainsi que des parois perforées au voisinage des portails.
Exemple réseau de tunnel modélisé avec TNT
TNT est basé sur la formulation monodimensionnelle des équations de Navier-Stokes compressibles (conservation de la masse, de la quantité de mouvement et de l’énergie). Des équations de conservation supplémentaires sont introduites dans le modèle pour les écoulements réactifs et pour tenir compte des variations d’humidité.
TNT calcule en tout point d'un réseau de tunnels la variation temporelle de champs physiques tels que la pression, la masse volumique, la vitesse, la concentration des espèces (comme des polluants ou des fumées), l'humidité et la température (dans le fluide et les parois solides). Ces champs sont calculés en prenant notamment en considération:
- les effets visqueux grâce à des coefficients de friction pariétale et des modèles pour les pertes de charge singulières,
- les effets de flottabilité liés à la pente des tunnels et aux gradients de masse volumique,
- la dynamique d’un nombre arbitraire d’objets solides en mouvement, comme des trains à faible et grande vitesse, des véhicules routiers ou des piétons,
- le fonctionnement de systèmes de ventilation, qui incluent des puits, des ventilateurs à jet, des unités de climatisation ou tout autre équipement électromécanique,
- l’évolution des conditions atmosphériques aux extrémités ouvertes du réseau,
- les caractéristiques, éventuellement non-homogènes, du sol situé au voisinage du réseau.
TNT intègre un modèle permettant de tenir compte des effets tridimensionnels rencontrés à la tête et dans le sillage des véhicules en mouvement par rapport à l’air. Ces effets sont particulièrement importants pour les trains à grande vitesse.
TNT peut simuler le développement d’incendies, soit fixes par rapport aux tunnels, soit en mouvement avec les véhicules. Il permet également de simuler la propagation des fumées qui en résulte, tout en intégrant un éventuel système de ventilation et de climatisation.
TNT peut également prendre en considération le transfert de chaleur avec les parois du tunnel et le terrain, où l’évolution spatio-temporelle de la température est calculée sur une épaisseur de plusieurs mètres.
